JPH1042300A - 動きベクトル検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 少ない演算数で精度が高く符号化に効率のよ
い動きベクトルを検出する動きベクトル検出装置を提供
する。 【解決手段】 動きベクトル検出領域の画像データＤ２
から、マクロブロックの画像データＤ１の、動きベクト
ルＭＶを検出する動きベクトル検出装置である。本動き
ベクトル検出装置は、画像データＤ１をサブサンプリン
グするサブサンプリング手段と、画像データＤ２をサブ
サンプリングするサブサンプリング手段と、画像データ
Ｄ２をサンプリングした画像データから、画像データＤ
１をサンプリングした画像データの動きベクトルＭＶ０
を検出する動きベクトル検出手段１８と、動きベクトル
ＭＶ０をもとに、画像データＤ２から画像データＤ１の
動きベクトルＭＶを検出する動きベクトル検出手段とを
含んでいる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＭＰＥＧ（ＩＳＯ
１１１７２，ＩＳＯ１３８１８）、Ｈ．２６１等におい
て、動き予測（動き補償）をもとに入力された動画像デ
ータを画像単位間予測符号化する、動きベクトル検出装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＭＰＥＧ（ＩＳＯ１１１７２，ＩＳＯ１
３８１８）、Ｈ．２６１等で動画像圧縮符号化手法にお
いては、動画像データは画像単位内符号化または画像単
位間予測符号化される。ここでの画像単位は、フレーム
あるいはフィールドである。

【０００３】動画像データを画像単位間予測符号化する
際、１フレームあるいは１フィールド単位の画像間での
動き予測は、これらの画像内での所定の画素領域を単位
として行われる。ＭＰＥＧの場合、この画素領域の単位
はマクロブロックと呼ばれる。以下、Ｈ．２６１での場
合に関しても同様であり、説明を簡略化するためにＭＰ
ＥＧでの場合について述べる。

【０００４】図２は、ＭＰＥＧでの動き予測を画像領域
を用いて説明するための図である。画像領域２１は符号
化されようとしている。画像領域２２は、画像領域２１
に時間的に相関性のある、画像領域２１の符号化に際し
て参照される画像領域である。

【０００５】いま、画像領域２１内のマクロブロック
（１マクロブロック分のブロック領域）２１Ａの画像デ
ータを符号化する。この場合、画像領域２２内で、マク
ロブロック２１Ａと同じ垂直座標、水平座標を中心とす
る、所定の大きさの動きベクトル検索領域２２Ａ内で、
マクロブロック２１Ａと同じ大きさのマクロブロック２
２Ｂを取り出し、このマクロブロック２２Ｂとマクロブ
ロック２１Ａとの差異を検出する。

【０００６】次には、最も理想的には、この動きベクト
ル検索領域２２Ａ内で、１画素単位あるいは半画素単位
（半画素は周囲の画素データより補間する）でずらし、
マクロブロック２１Ａと同じ大きさのブロック領域を取
り出す。この取り出した１マクロブロック分のブロック
領域とマクロブロック２１Ａとの差異を検出する。

【０００７】これらを繰り返し、動きベクトル検索領域
２２Ａ内で順次総当たりし、動きベクトル検索領域２２
Ａの中からマクロブロック２１Ａとの差異が最も少ない
ブロック領域を選択する。

【０００８】これらの結果選択された、画像領域２２内
でのマクロブロック２１Ａの中心に対応する点への、こ
のマクロブロック２１Ａとの差異が最も少ないブロック
領域の中心からの変位を動きベクトルと呼ぶ。また、こ
のような動きベクトルを求める手順を動きベクトル検出
と呼ぶ。動きベクトルに従って取り出した１マクロブロ
ック分の画像データは読み出され、符号化の対象となる
マクロブロックとの差分が取られた後、ＤＣＴ（Ｄｉｓ
ｃｒｅｔｅ Ｃｏｓｉｎｅ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）等の
演算処理により量子化される。動きベクトルの値と量子
化された差分データとは、可変長符号化される。

【０００９】これらは、画素データをそのまま演算圧縮
して符号化する場合に比べ、動画像データの時間方向の
相関性に着目して時間方向の冗長度を取り除くことでさ
らに圧縮効率を上げようとするもので、同じ再生画像の
画質では少ない符号量を実現する圧縮符号化が可能とな
り、同じ符号量では高い再生画像の画質を実現する圧縮
符号化が可能となる。

【００１０】このような動きベクトルを検出するにあた
って、通常画素データの差異を検出するために二乗誤差
がとられる。ＭＰＥＧの場合のマクロブロックは１６×
１６画素領域であり１画素データ当たり１回の乗算が必
要となるため、画素データ１マクロブロックあたり２５
６回の乗算が必要となる。

【００１１】また、動きベクトルを精度良く検出するた
めには、この動きベクトルの検索領域（図２では動きベ
クトル検索領域２２Ａに相当する）を広くしなくてはな
らない。たとえば、半画素単位で、垂直、水平の範囲が
共に±３２となる領域内で演算を行なうとすると、１２
９（水平のベクトル検索ブロック数）×１２９（垂直の
ベクトル検索ブロック数）×２５６（１マクロブロック
の画素データの総数）＝４２６００９６回（ベクトル検
索領域内の乗算回数）もの乗算を行なう必要がある。

【００１２】ところが、このような演算には非常に多く
の時間を要する。実際、ＭＰＥＧで、映像（動画）信号
をリアルタイムに処理する際、連続に入力される画像デ
ータを処理するためには、１３．５ＭＨｚ２５６クロッ
ク期間内にこの演算を行なわなくてはならない。演算を
高速化するためには、並列化処理、バス幅の拡大等を行
なうための多くの回路が必要となる。

【００１３】従来より動きベクトルを検出するための演
算を少なくする手法が研究されている。最も有名なもの
としては、２ｓｔｅｐ、３ｓｔｅｐ法と呼ばれるものが
ある。これは、最初、最終的に検出する動きベクトルの
単位よりも大きい単位（２画素単位、１画素単位等）
で、ベクトル検索領域内でマクロブロックをずらしつつ
画素データの差異を検出し、次に、その中でもっとも差
異の少なかった領域の近傍で詳しく動きベクトルを検出
するものである。この手法についてはＭＰＥＧ１規格書
（ＩＳＯ１１１７２−２）のＤ．６．２．２．３に詳細
な説明がある。

【００１４】しかし、このような場合にも、１回の評価
を行なう演算は２５６回の乗算であり、極端な演算数の
減少は望めない。

【００１５】また、これら以外に、マクロブロック内か
ら選択した特定の位置のブロック領域（たとえば、マク
ロブロックの左上１／４のブロック領域）に対して動き
ベクトルの検出を行ない、演算回数を低減させるという
方法も行なわれている。

【００１６】この手法を用いた場合、１回の評価を行な
う演算回数は、マクロブロックに対して選択されたブロ
ック領域分だけとなる。しかし、選択されなかった画素
領域（マクロブロックから左上１／４のブロック領域を
除いた画素領域）は動きベクトルの検出に影響しないた
め、画素パターンによっては全く意味のない動きベクト
ルを検出する可能性がある。

【００１７】たとえば、マクロブロックの左上１／４を
検索し動きベクトルを検出する場合、マクロブロックか
ら左上１／４のブロック領域を除いた画素領域によくマ
ッチングする部分が存在するならば、これを参照するほ
うが符号化には効率がよい。ところが、これらは評価の
対象にはならない。

【００１８】運動する対象物の境界のマクロブロックな
どはこれに該当する。運動する対象物がマクロブロック
の左上１／４に存在し、他の部分は静止画であるとす
る。この場合、当然静止画部分である残り３つのブロッ
ク領域（マクロブロックから左上１／４のブロック領域
を除いた画素領域）を検索し動きベクトルを検出するほ
うが、画像間の差分が少なくなり符号量は少なくてす
む。

【００１９】ところが、マクロブロックの左上１／４の
みを参照することによって、この領域に対する動きベク
トルを検出する。これは、この左上１／４のブロック領
域を除いた画素領域の差分を増大させ、符号化の際に多
くの符号量を発生させる結果となる。

【００２０】

【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来の
動きベクトル検出によると動きベクトルの検出に必要と
される演算は非常に多い。また、これを回避するために
様々な技術が検討されているが、いずれも画素の低減に
問題があり精度が高く符号化に効率のよい動きベクトル
を得ることができない。

【００２１】本発明の目的は、動画像データを動き予測
を用いて画像単位間予測符号化する際、少ない演算数で
精度が高く符号化に効率のよい動きベクトルを検出する
動きベクトル検出装置を提供することである。

【００２２】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、所定の領域の第１の画像データの動きベクトルを動
きベクトルが検出されるもととなる領域の第２の画像デ
ータから検出する動きベクトル検出装置である。

【００２３】本動きベクトル検出装置は、第１の画像デ
ータにサブサンプリングを施すことによって第３の画像
データを生成する第１のサブサンプリング手段と、第２
の画像データにサブサンプリングを施すことによって第
４の画像データを生成する第２のサブサンプリング手段
とを含んでいる。さらに、本動きベクトル検出装置は、
第３の画像データの第１の動きベクトルを第４の画像デ
ータから検出する第１の動きベクトル検出手段と、第１
の動きベクトル検出手段から検出された第１の動きベク
トルをもとに、第１の画像データの第２の動きベクトル
を第２の画像データから検出する第２の動きベクトル検
出手段とを含んでいる。

【００２４】請求項１に記載の発明によると、サブサン
プリングされた動きベクトルが検出されるもととなる検
出領域の画像データから、サブサンプリングされた所定
の領域の画像データの、動きベクトルが検出される。こ
のサブサンプリングされた画像データをもとに検出され
た動きベクトルに基づいて、本来検出すべき動きベクト
ルが検出される。これにより、少ない演算数で精度が高
く符号化に効率のよい動きベクトルを検出することがで
きる。

【００２５】請求項２に記載の発明は、第１の画像デー
タにおける基準ブロックが第２の画像データのいずれの
位置に最も類似なブロックが存在するかを検索し、検索
結果を動きベクトルとして出力する動きベクトル検出装
置である。

【００２６】本動きベクトル検出装置は、第１の画像デ
ータにサブサンプリングを施すことによって第３の画像
データを生成する第１のサブサンプリング手段と、第２
の画像データにサブサンプリングを施すことによって第
４の画像データを生成する第２のサブサンプリング手段
とを含んでいる。

【００２７】さらに、本動きベクトル検出装置は、第３
の画像データにおける第４の画像データに対する第１の
動きベクトルを出力する第１の動きベクトル検出手段
と、第１の動きベクトル検出手段の出力である第１の動
きベクトルをもとにして、第１の画像データの基準ブロ
ックの第２の画像データに対する第２の動きベクトルを
検出する第２の動きベクトルを検出する第２の動きベク
トル検出手段とを含んでいる。第２の動きベクトル検出
手段の出力である第２の動きベクトルは、本動きベクト
ル検出装置の出力とされる。

【００２８】請求項２に記載の発明によると、サブサン
プリングされた画像データにおける基準ブロックの動き
ベクトルが、サブサンプリングされた画像データから探
索される。このサブサンプリングされた画像データをも
とに検出された動きベクトルに基づいて、本来検出すべ
き動きベクトルが検出される。これにより、少ない演算
数で精度が高く符号化に効率のよい動きベクトルを検出
することができる。

【００２９】請求項３に記載の発明は、第１の画像デー
タにおける基準ブロックが第２の画像データのいずれの
位置に最も類似なブロックが存在するかを検索し、検索
結果を動きベクトルとして出力する動きベクトル検出装
置である。

【００３０】本動きベクトル検出装置は、第１の画像デ
ータにサブサンプリングを施すことによって第３の画像
データを生成する第１のサブサンプリング手段と、第２
の画像データにサブサンプリングを施すことによって第
４の画像データを生成する第２のサブサンプリング手段
と、第１の画像データと第３の画像データを切り替える
第１の切り替え手段と、第２の画像データと第４の画像
データを切り替える第２の切り替え手段とを含んでい
る。

【００３１】さらに、本動きベクトル検出装置は、第１
の切り替え手段の出力である画像データにおける基準ブ
ロックに対応した第２の切り替え手段の出力である画像
データに対する動きベクトルを検出する動きベクトル検
出手段とを含んでいる。

【００３２】さらに、また、第１および第２の切り替え
手段を制御して、第３および第４の画像データを動きベ
クトル検出手段の入力として、第３の画像データにおけ
る第４の画像データに対する第１の動きベクトルを検出
するよう制御し、次いで、第１および第２の切り替え手
段を制御して、第１および第２の画像データを動きベク
トル検出手段の入力として、第１の動きベクトルをもと
にして、第１の画像データの基準ブロックの第２の画像
データに対する第２の動きベクトルを検出するよう制御
する制御手段とを含んでいる。第２の動きベクトル検出
手段の出力である第２の動きベクトルは、本動きベクト
ル検出装置の出力とされる。

【００３３】請求項３に記載の発明によると、サブサン
プリングされた画像データにおける基準ブロックの動き
ベクトルが、サブサンプリングされた画像データから探
索される。このサブサンプリングされた画像データをも
とに検出された動きベクトルに基づいて、本来検出すべ
き動きベクトルが検出される。この際、サブサンプリン
グされた画像データの動きベクトルと同様の検出手段に
よって本来検出すべき動きベクトルが検出されるが、入
力される画像データが異なるため、これらの画像データ
は適宜切り替えるよう制御される。これにより、少ない
演算数で精度が高く符号化に効率のよい動きベクトルを
検出することができる。

【００３４】請求項４に記載の発明は、請求項１から請
求項２に記載のいずれかの動きベクトル検出装置であっ
て、第２の動きベクトル検出手段は、第１の動きベクト
ル検出手段から検出された第１の動きベクトルを、第１
の画像データに対応する第３の動きベクトルに変換する
ベクトル変換手段と、第１の画像データの中の、ベクト
ル変換手段によって変換された第３の動きベクトルによ
って指定される領域の近傍から、第２の画像データの第
２の動きベクトルを検出する第３の動きベクトル検出手
段とを含んでいる。

【００３５】請求項４に記載の発明によると、サブサン
プリングされた画像データに対応する動きベクトルはサ
ブサンプリングされる前の画像データに対応する動きベ
クトルに変換される。この変換された動きベクトルによ
って指定される領域の近傍から本来検出すべき動きベク
トルが検出される。これにより、少ない演算数で精度が
高く符号化に効率のよい動きベクトルを検出することが
できる。

【００３６】請求項５に記載の発明は、請求項１から請
求項４に記載のいずれかの動きベクトル検出装置であっ
て、第１のサブサンプリング手段と第２のサブサンプリ
ング手段とはラインオフセットサンプリングを行なう。
これにより、少ない演算数で精度が高く符号化に効率の
よい動きベクトルを検出することができる。

【００３７】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ、本発明
の実施の形態の１つである動きベクトル検出装置を説明
する。

【００３８】図１は、本発明の実施の形態の１つである
動き検出装置の構成を示すブロック図である。本動きベ
クトル検出装置は、サブサンプリング手段１１、１２
と、メモリ１３〜１６と、動きベクトル検出手段１７、
１８を含んでいる。本動きベクトル検出装置には、マク
ロブロックの画像データＤ１と動きベクトル検出領域の
画像データＤ２とが入力され、本動きベクトル検出装置
からは、動きベクトルＭＶが出力される。

【００３９】サブサンプリング手段１１は、画像データ
Ｄ１をサブサンプリングし、サブサンプリング手段１２
は、画像データＤ２をサブサンプリングする。メモリ１
３は、画像データＤ１を記憶し、メモリ１４は、画像デ
ータＤ２を記憶する。

【００４０】また、メモリ１５は、画像データＤ１がサ
ブサンプリングされた画像データを記憶し、メモリ１６
は、画像データＤ２がサブサンプリングされた画像デー
タを記憶する。

【００４１】動きベクトル検出手段１８は、メモリ１５
に記憶された画像データと最も差異の少ない領域を、メ
モリ１６に記憶された画像データから検出し、これを動
きベクトルＭＶ０として動きベクトル検出手段１７に出
力する。動きベクトル検出手段１７は、動き検出手段１
８から得られた動きベクトルＭＶ０をもとに、メモリ１
３に記憶された画像データと最も差異の少ない領域を、
メモリ１４に記憶された画像データから検出し、動きベ
クトルＭＶを生成する。

【００４２】これらのメモリ１３〜１６は、動きベクト
ル検出手段１７、１８がその演算を行なう期間を補償す
る。また、サブサンプリングしない画像データを記憶す
るメモリ１３、１４には、サブサンプリング手段１１、
１２がそれぞれ画像データをサブサンプリングする期間
を補償する遅延の働きもある。

【００４３】画像データの流れに沿って本動きベクトル
検出装置の動作を説明する。本動きベクトル検出装置に
入力されたマクロブロックの画像データＤ１は、メモリ
１３に記憶されると同時に、サブサンプリング手段１１
に入力される。サブサンプリング手段１１によってサブ
サンプリングされた後の画像データは、メモリ１５に記
憶される。また、入力された動きベクトル検出領域の画
像データＤ２は、メモリ１４に記憶されると同時に、サ
ブサンプリング手段１２に入力される。サブサンプリン
グ手段１２によってサブサンプリングされた後の画像デ
ータは、メモリ１６に記憶される。

【００４４】サブサンプリングが終了し画像データがメ
モリ１３〜１６に記憶されると、動きベクトル検出手段
１８にて動きベクトルが検出される。メモリ１５にはサ
ブサンプリングされたマクロブロックの画像データが記
憶されており、メモリ１６にはサブサンプリングされた
動きベクトル検出領域の画像データが記憶されている。
このメモリ１６内のデータから、メモリ１５内のデータ
と最も差異の少ない領域が、動きベクトル検出手段１８
によって求められ、動きベクトルＭＶ０が検出される。
この動きベクトルＭＶ０は、動きベクトル検出手段１７
に与えられる。

【００４５】動きベクトル検出手段１７は、動きベクト
ル検出手段１８から得られた動きベクトルＭＶ０をもと
に、メモリ１４に記憶された画像データＤ２からメモリ
１３に記憶された画像データＤ１と最も差異の少ない領
域を求め最終的に本動きベクトル検出装置が出力する動
きベクトルＭＶを求める。このようにして得られた動き
ベクトルＭＶは外部に出力される。

【００４６】図３は、動きベクトル検出手段１７、動き
ベクトル検出手段１８で行われる動きベクトル検出の手
順を説明するための図である。動きベクトル検出領域３
Ｂからマクロブロック３Ａの動きベクトルが検出され
る。

【００４７】動きベクトル検出領域３Ｂからはマクロブ
ロック３Ａと同じ大きさの領域が１画素単位でずらされ
つつ切り出され、切り出されたそれぞれの画像領域はマ
クロブロック３Ａの画素値との差分が取られる。このよ
うにして得た差分データは、所定の評価関数に入力され
評価される。評価関数としては、二乗誤差平均や絶対値
誤差平均等が用いられる場合が多い。

【００４８】本動きベクトル検出装置では、この動きベ
クトル検出手段１８によって動きベクトルが検出される
際、マクロブロック３Ａの画像データおよび動きベクト
ル検出領域３Ｂの画像データはサブサンプリングされて
おり、画像データの数が少なくなっている。このため、
評価に用いられる演算は、通常の動きベクトル検出に比
較して、サブサンプリングを行なって画素数を減じた分
少なくなる。

【００４９】たとえば、水平方向に１／２にサブサンプ
リングした場合には、１マクロブロック分の画像領域に
対して演算回数は１２８回となり、通常の動きベクトル
検出での演算に比較すると半分ですむ。

【００５０】このような演算が行なわれた後、演算結果
は評価される。評価の結果、最も差異が少ないと判定さ
れた領域の中心からの、符号化しようとするマクロブロ
ック３Ａの中心の座標への変位は、動きベクトルＭＶ０
として出力される。

【００５１】動きベクトルを検出する際、マクロブロッ
ク３Ａ、動きベクトル検出領域３Ｂの画像データに対し
て単に間引きのみを行なったものを用いたり、マクロブ
ロック３Ａ、動きベクトル検出領域３Ｂの画像データ一
部のデータのみを用いたりすると、従来の技術での問題
点として指摘したように、誤った動きベクトルを出力す
る可能性が高い。

【００５２】ところが、本動きベクトル検出装置では、
画像データをサブサンプリングし、間引きされる画素の
画素値を残される画素の画素値に反映させることができ
る。このため、単純に画素を低減させた場合よりも、誤
った動きベクトルを出力する可能性を低くすることがで
きる。

【００５３】動きベクトル検出手段１７で行われる動き
ベクトル検出も、基本的には動きベクトル検出手段１８
で行われる動きベクトル検出と同じである。ただし、動
きベクトル検出手段１７にて動きベクトルＭＶが検出さ
れる場合、動きベクトルの検出には、動きベクトル検出
手段１８から得られた動きベクトルＭＶ０が利用され
る。

【００５４】動きベクトルＭＶ０は、通常の画素の座標
同士で検出された動きベクトルではなく、サブサンプリ
ングされた画素データ同士で検出された動きベクトルで
あり、通常の画素の座標系とは値が異なっている。

【００５５】このため、まず、この動きベクトルＭＶ０
の値を通常の画素の座標系での値に変換する必要があ
る。次に、これによって得られた動きベクトルをもと
に、通常の動きベクトルＭＶが検出される。

【００５６】図４は、変換された動きベクトルＭＶ０か
ら通常の動きベクトルＭＶを検出する手順を説明するた
めの図である。図４（ａ）は、変換された動きベクトル
ＭＶ０から動きベクトルＭＶを検出する手順の第１の例
を説明するための図であり、図４（ｂ）は、変換された
動きベクトルＭＶ０から動きベクトルＭＶを検出する手
順の第２の例を説明するための図である。

【００５７】図４（ａ）に示される動きベクトルＭＶの
検出の手順を説明する。動きベクトル検出領域４１内
に、変換された動きベクトルＭＶ０によって指定される
マクロブロック４１Ａの近傍に動きベクトル検索領域４
１Ｂを指定する。この例では、動きベクトル検索領域４
１Ｂからのみ動きベクトルＭＶが検索される。この動き
ベクトル検索領域４１Ｂ内で、符号化する１マクロブロ
ックの画像データと最も差異の小さい領域が選択され、
動きベクトル検索領域４１Ｂの中心からの変位が動きベ
クトルＭＶとして出力される。

【００５８】図４（ｂ）に示される動きベクトルＭＶの
検出の手順を説明する。動きベクトル検出領域４２内
に、変換された動きベクトルＭＶ０によって指定される
マクロブロック４２Ａの近傍領域４２Ｂを指定する。こ
の例では、近傍領域４２Ｂからは詳細に動きベクトルＭ
Ｖが検索され、他の領域（動きベクトル検出領域４２か
ら、マクロブロック４２Ａと近傍領域４２Ｂとを除いた
領域）４２Ｃからは粗く動きベクトルＭＶが検索され
る。たとえば、詳細な動きベクトル検出は半画素単位で
検索し、粗い動きベクトル検出は１画素単位で検出す
る。

【００５９】図５は、サブサンプリング手段１１、１２
で行なわれるサンプリングを説明するための図である。
サブサンプリング手段１１、１２で行なわれるサンプリ
ングには、水平方向へのサブサンプリング、水平方向、
垂直方向へのサブサンプリング、碁の目状に間引きを行
なうラインオフセットサブサンプリング等がある。

【００６０】図５（ａ）は原画像の画素、図５（ｃ）は
図５（ａ）の原画像を水平方向にサブサンプリングした
画像の画素、図５（ｅ）は図５（ａ）の原画像をライン
オフセットサブサンプリングした画像の画素を表わし、
図５（ｂ）は図５（ａ）に対応する空間周波数特性、図
５（ｄ）は図５（ｃ）に対応する空間周波数特性、図５
（ｆ）は図５（ｅ）に対応する空間周波数特性を表わし
ている。図５（ａ）、（ｃ）、（ｅ）では、白丸は除去
される画素を示す。

【００６１】水平方向にサブサンプリングを行なった場
合、水平方向の周波数成分が半分に減衰する。これに対
して、ラインオフセットサブサンプリングを行なった場
合、斜め方向の周波数成分が減衰するだけで、水平方向
および垂直方向の周波数成分は保持され原画像の性質は
残される。

【００６２】斜め方向には人間の視覚特性は鈍感である
ため、水平方向および垂直方向の成分を残すことにより
人間の視覚にとって重要な動きを検出することが可能で
ある。このため、オフセットサンプリングを行なったマ
クロブロックの画像データと動きベクトル検出領域の画
像データとを用いて動きベクトルを検出することによっ
て、人間の視覚にとって重要な動きベクトルだけをそれ
ぞれ原画像に近い形で検出することが可能である。

【００６３】以上のように、ラインオフセットサブサン
プリングを用いると、通常のサブサンプリングを用いる
のに比べて、原画像の性質を損なうことなく効率よく画
素の間引きを行なうことが可能となる。

【００６４】このため、動きベクトル検出の差異の有効
性も高く、単純に画素を低減させた場合や、一方向のみ
のサブサンプリングを用いた場合よりも、誤った動きベ
クトルを出力する可能性を低くすることができる。

【００６５】上述の説明では、サブサンプリングは、マ
クロブロックとその符号化のために動きベクトルを検出
する領域についてのみ行なうこととした。しかし、本発
明は、このような形態に限ったものではない。入力され
る動画像データの全て、もしくは、マクロブロックより
も大きい所定の領域を単位として、サブサンプリングを
予め施したものを用いることも可能である。

【００６６】このような場合、図１における入力データ
として、マクロブロックの画像データの代わりに、符号
化しようとする領域の画像データを、動きベクトル検出
領域の画像データの代わりに、符号化しようとする画像
データに対して動きベクトルの検出を行なうために必要
な動き検出領域の画像データを用いる。

【００６７】このようなマクロブロックより大きい単位
での画像データの処理は、動きベクトル検出領域が各マ
クロブロック毎にオーバラップしている部分が多いと
き、サブサンプリングの演算を低減するために用いられ
る。ただし、この場合、各画像データを記憶するメモリ
１３〜１６には、大きな容量が必要となる。

【００６８】また、上述の説明では、動きベクトル検出
手段を２つ設け、それぞれに処理を行なうこととした。
しかし、本発明は、このような形態に限ったものではな
い。動きベクトル検出手段の回路は共有が容易であり、
この回路を共有させることも可能である。

【００６９】図６は、本発明の実施の形態の変形例であ
る動き検出装置の構成を示すブロック図である。図１と
同様の構成部分には同様の符号を付す。本動きベクトル
検出装置では、図１の動きベクトル検出手段１７、１８
を用いる代わりに、１つの動きベクトル検出手段６１を
用いて本発明を実現しようとするものである。スイッチ
６２ａ、６２ｂは、データの読み出しを切り換える。

【００７０】本動きベクトル検出装置では、まず、メモ
リ１６に記憶されたサブサンプリングされた動きベクト
ル検出領域の画像データから、メモリ１５に記憶された
サブサンプリングされたマクロブロックの画像データの
動きベクトルＭＶ０が検出される。この動きベクトルＭ
Ｖ０は、動きベクトル検出手段６１内で動きベクトルＭ
Ｖを求める基準として用いるため外部には出力されな
い。この際、スイッチ６２ａ、６２ｂは、それぞれメモ
リ１５側、メモリ１６側となっている。

【００７１】次に、ここで得られた動きベクトルＭＶ０
をもとに、メモリ１４に記憶された動きベクトル検出領
域の画像データから、メモリ１３に記憶されたマクロブ
ロックの画像データの動きベクトルを検出する。この
際、スイッチ６２ａ、６２ｂは、それぞれ、メモリ１３
側、メモリ１４側となっている。このようにして得られ
た動きベクトルは、符号化しようとするマクロブロック
の動きベクトルとして出力される。

【００７２】本動きベクトル検出装置によると、サブサ
ンプリングされた画像データ間で動きベクトルが求めら
れ、これに基づいて、本来検出すべき動きベクトルが検
出される。これにより、少ない演算数で精度が高く符号
化に効率のよい動きベクトルを検出することが可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の１つである動き検出装置
の構成を示すブロック図である。

【図２】ＭＰＥＧでの動き予測を画像領域を用いて説明
するための図である。

【図３】動きベクトル検出手段１７、動きベクトル検出
手段１８で行われる動きベクトル検出の手順を説明する
ための図である。

【図４】変換された動きベクトルＭＶ０から通常の動き
ベクトルＭＶを検出する手順を説明するための図であ
る。

【図５】サブサンプリング手段１１、１２で行なわれる
サンプリングを説明するための図である。

【図６】本発明の実施の形態の変形例である動き検出装
置の構成を示すブロック図である。

【符号の説明】

１１、１２ サブサンプリング手段 １３〜１６ メモリ １７、１８ 動きベクトル検出手段 ＭＶ、ＭＶ０ 動きベクトル Ｄ１ マクロブロックの画像データ Ｄ２ 動きベクトル検出領域の画像データ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定の領域の第１の画像データの動きベ
   クトルを、動きベクトルが検出されるもととなる領域の
   第２の画像データから検出する動きベクトル検出装置で
   あって、 前記第１の画像データにサブサンプリングを施すことに
   よって第３の画像データを生成する第１のサブサンプリ
   ング手段と、 前記第２の画像データにサブサンプリングを施すことに
   よって第４の画像データを生成する第２のサブサンプリ
   ング手段と、 前記第３の画像データの第１の動きベクトルを前記第４
   の画像データから検出する第１の動きベクトル検出手段
   と、 前記第１の動きベクトル検出手段から検出された前記第
   １の動きベクトルをもとに、前記第１の画像データの第
   ２の動きベクトルを前記第２の画像データから検出する
   第２の動きベクトル検出手段とを含む、動きベクトル検
   出装置。
2. 【請求項２】 第１の画像データにおける基準ブロック
   が第２の画像データのいずれの位置に最も類似なブロッ
   クが存在するかを検索し、検索結果を動きベクトルとし
   て出力する動きベクトル検出装置であって、 前記第１の画像データにサブサンプリングを施すことに
   よって第３の画像データを生成する第１のサブサンプリ
   ング手段と、 前記第２の画像データにサブサンプリングを施すことに
   よって第４の画像データを生成する第２のサブサンプリ
   ング手段と、 前記第１の画像データにおける基準ブロックに対応した
   第３の画像データにおける第２の基準ブロックの第４の
   画像データに対する第１の動きベクトルとして出力する
   第１の動きベクトル検出手段と、 前記第１の動きベクトル検出手段の出力である第１の動
   きベクトルをもとにして、前記第１の画像データの基準
   ブロックの前記第２の画像データに対する第２の動きベ
   クトルを検出する第２の動きベクトルを検出する第２の
   動きベクトル検出手段とを含み、 前記第２の動きベクトル検出手段の出力である第２の動
   きベクトルを出力とする、動きベクトル検出装置。
3. 【請求項３】 第１の画像データにおける基準ブロック
   が第２の画像データのいずれの位置に最も類似なブロッ
   クが存在するかを検索し、検索結果を動きベクトルとし
   て出力する動きベクトル検出装置であって、 前記第１の画像データにサブサンプリングを施すことに
   よって第３の画像データを生成する第１のサブサンプリ
   ング手段と、 前記第２の画像データにサブサンプリングを施すことに
   よって第４の画像データを生成する第２のサブサンプリ
   ング手段と、 前記第１の画像データと第３の画像データを切り替える
   第１の切り替え手段と、 前記第２の画像データと第４の画像データを切り替える
   第２の切り替え手段と、 前記第１の切り替え手段の出力である画像データにおけ
   る基準ブロックに対応した前記第２の切り替え手段の出
   力である画像データに対する動きベクトルを検出する動
   きベクトル検出手段と、 前記第１および第２の切り替え手段を制御して、前記第
   ３および第４の画像データを前記動きベクトル検出手段
   の入力として、前記第１の画像データにおける基準ブロ
   ックに対応した第３の画像データにおける第２の基準ブ
   ロックの第４の画像データに対する第１の動きベクトル
   を検出するよう制御し、 次いで、前記第１および第２の切り替え手段を制御し
   て、前記第１および第２の画像データを前記動きベクト
   ル検出手段の入力として、前記第１の動きベクトルをも
   とにして、前記第１の画像データの基準ブロックの前記
   第２の画像データに対する第２の動きベクトルを検出す
   るよう制御する制御手段とを含み、 前記動きベクトル検出手段の出力である第２の動きベク
   トルを出力とする、動きベクトル検出装置。
4. 【請求項４】 前記第２の動きベクトル検出手段は、 前記第１の動きベクトル検出手段から検出された前記第
   １の動きベクトルを、前記第１の画像データに対応する
   第３の動きベクトルに変換するベクトル変換手段と、 前記第１の画像データの中の、前記ベクトル変換手段に
   よって変換された前記第３の動きベクトルによって指定
   される領域の近傍から、前記第２の画像データの前記第
   ２の動きベクトルを検出する第３の動きベクトル検出手
   段とを含む、請求項１または請求項２のいずれかに記載
   の動きベクトル検出装置。
5. 【請求項５】 前記第１のサブサンプリング手段と前記
   第２のサブサンプリング手段とは、ラインオフセットサ
   ンプリングを行なう、請求項１から請求項４のいずれか
   に記載の動きベクトル検出装置。